光栅结构及系统技术方案

本发明专利技术提供一种光栅结构及系统，该光栅结构包括基底层以及光栅层，所述基底层包括至少一基底结构，所述基底结构远离所述光栅层的一侧表面为平面，所述光栅层为周期结构，所述光栅层包括多个间隔设置的单周期结构，所述单周期结构设于所述基底层的一侧，且各所述单周期结构的占空比相同。本发明专利技术通过将基底结构远离光栅层的一侧表面为平面结构，使得该平面结构能够使用常规镀膜工艺进行镀减反射膜，降低镀膜难度以及节省镀膜成本，进一步提升光栅结构的透射率。的透射率。的透射率。

【技术实现步骤摘要】
光栅结构及系统


[0001]本专利技术涉及衍射光学设备
，特别涉及一种光栅结构及其光学设备。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶(ADAS)技术的发展，激光雷达的使用也越来越普遍。在激光雷达的光路中，常常存在光路转折系统，以满足对光线偏转的系统需要，作为一种重要的基础光学元件，光栅能很好的满足这种需求。
[0003]衍射光栅通常指透明基底表面有周期性结构，使入射光的振幅和相位受到周期性空间调制的光学元件。因周期较波长小，亚波长光栅能有效的增大光线偏转角度。对于亚波长光栅，本专利技术使用更严格的严格耦合波算法计算其衍射效率，有较高的准确性。
[0004]光栅元件的周期性结构，通常是在基底表面刻出沟槽或划痕，也可通过纳米压印等工艺压出周期微结构。当光照射到光栅上，光入射到其中一个表面，经过光栅结构调制后，从另一表面出射，各衍射光线的角度和效率受光栅参数及入射光参数影响。为了减少光能在调制面的菲涅尔效应，常规做法需要在光栅齿处镀减反射膜，但大陡直度的结构，使用常规的镀膜工艺良率较低，而特定镀膜工艺(如：原子层沉积)其相对生产成本较高，不利于降低成本。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种光栅结构及系统，以至少解决上述技术中的不足。
[0006]本专利技术提出一种光栅结构，包括基底层以及光栅层：
[0007]所述基底层包括至少一基底结构，所述基底结构远离所述光栅层的一侧表面为平面；
[0008]所述光栅层为周期结构，所述光栅层包括多个间隔设置的单周期结构，所述单周期结构设于所述基底层的一侧，且各所述单周期结构的占空比相同。
[0009]进一步的，所述单周期结构为梯形结构、且所述单周期结构为对称结构，所述单周期结构与所述基底层的双侧倾斜角为锐角。
[0010]进一步的，所述基底层包括两基底结构，两所述基底结构分设于所述光栅层的两端、且与所述光栅层形成三明治结构，当所述基底结构与所述光栅层封装时，所述光栅层处于密封状态。
[0011]进一步的，所述光栅层中的介质为空气和光学透明介质或两种不同的光学透明介质。
[0012]进一步的，在所述基底结构远离所述光栅层的一侧表面上镀有减反射膜。
[0013]进一步的，所述光栅结构还包括残胶层，所述残胶层设于所述单周期结构与所述基底结构之间。
[0014]进一步的，所述基底结构的材质采用均匀光学透明介质。
[0015]进一步的，所述单周期结构的线密度为800～1200线/mm，所述单周期结构的调制深度为1.5～4.6μm，所述单周期结构的占空比为0.45～0.85，所述单周期结构的双侧倾斜角为0～5
°
。
[0016]进一步的，所述光栅结构为非偏振光栅。
[0017]本专利技术还提出一种光学设备，上述的光栅结构。
[0018]本专利技术当中的光栅结构及其光学设备，通过将基底结构远离光栅层的一侧表面为平面结构，使得该平面结构能够使用常规镀膜工艺进行镀减反射膜，降低镀膜难度以及节省镀膜成本，进一步提升光栅结构的透射率。
附图说明
[0019]图1为本专利技术第一实施例中光栅结构的整体结构图；
[0020]图2为本专利技术第一实施例中光栅结构的局部放大图；
[0021]图3为本专利技术第一实施例中TE和TM偏振光线的效率分布图；
[0022]图4为本专利技术第一实施例中残胶层与基底结构的配合示意图；
[0023]图5为本专利技术第一实施例中光栅结构的光线分布图；
[0024]图6为本专利技术第一实施例中光栅结构的残胶厚度与效率分布图；
[0025]图7为本专利技术第二实施例中光栅结构的整体结构图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
第一区域、2
‑
第二区域、3
‑
第三区域；
[0028]100
‑
基底层、110
‑
基底结构；
[0029]200
‑
光栅层、210
‑
单周期结构；
[0030]300
‑
残胶层。
[0031]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。
具体实施方式
[0032]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0033]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0034]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0035]实施例一
[0036]请参阅图1，所示为本专利技术第一实施例中的光栅结构，包括基底层以及光栅层，所述基底层包括至少一基底结构，所述基底结构远离所述光栅层的一侧表面为平面；所述光
栅层为周期结构，所述光栅层包括多个间隔设置的单周期结构，所述单周期结构设于所述基底层的一侧，且各所述单周期结构的占空比相同。
[0037]需要说明的是，在本实施例中，所述基底层包括两基底结构，两所述基底结构分设于所述光栅层的两端、且与所述光栅层形成三明治结构，当所述基底结构与所述光栅层封装时，所述光栅层处于密封状态，其中，所述基底结构的材质采用均匀光学透明介质，例如：石英，玻璃，树脂。
[0038]可以理解的，光学元件在各种场景中，存在与空气接触，周围环境中的水汽，灰尘等会在光栅结构处聚集，会产生衍射漏光，光线散射等现象，严重影响光栅的光学性能。本实施例中的光栅结构采用三明治结构，光栅层位于两侧由均匀介质构成的基底结构之间，并且在周围边沿区域做密封处理，为光学工作面提供一个无额外水汽，盐雾，灰尘，少氧化的环境，能更好的保护光栅结构，有利于保持光学性能的稳定性；同时，三明治结构，可以有效的缓解衍射效率随入射角的急剧变化，能在实现高衍射效率的同时增加入射角的容差。
[0039]由于激光雷达光源波段主要以红外为主，作为常见的波段由850nm，905nm，940nm，1310nm和1550nm等。1310nm波段vcsel因其优异的单模特征，其空气中的高透射率等，未来会有更广阔的应用前景，因此，本实施例中的光栅结构为1310纳米波长的高效率透射式非偏振光栅，该光栅结构为梯形或矩形结构、且所述单周期结构为对称结构，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光栅结构，其特征在于，包括基底层以及光栅层：所述基底层包括至少一基底结构，所述基底结构远离所述光栅层的一侧表面为平面；所述光栅层为周期结构，所述光栅层包括多个间隔设置的单周期结构，所述单周期结构设于所述基底层的一侧，且各所述单周期结构的占空比相同。2.根据权利要求1所述的光栅结构，其特征在于，所述单周期结构为梯形结构、且所述单周期结构为对称结构，所述单周期结构与所述基底层的双侧倾斜角为锐角。3.根据权利要求1或2所述的光栅结构，其特征在于，所述基底层包括两基底结构，两所述基底结构分设于所述光栅层的两端、且与所述光栅层形成三明治结构，当所述基底结构与所述光栅层封装时，所述光栅层处于密封状态。4.根据权利要求1所述的光栅结构，其特征在于，所述光栅层中的介质为空气和光学透明介质或两种不同的光学透明介质。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝磊，罗群，
申请(专利权)人：嘉兴微瑞光学有限公司，
类型：发明
国别省市：